Cella fotovoltaica con efficienza del 132% creata dagli scienziati

Un gruppo di ricerca dell'Università di Aalto è riuscito a creare un dispositivo fotovoltaico con un'efficienza quantica esterna di un record del 132%.

Questi numeri record, che suonano come fantasia, sono stati raggiunti attraverso l'uso di silicio nero nanostrutturato. Quindi scopriamo un po 'di più su questa scoperta.

Come hai ottenuto il 132% di efficienza?

Prendi un dispositivo fotovoltaico e immagina che la sua efficienza quantistica esterna sia del 100 percento. Quindi, questo suggerisce che ogni fotone di luce che colpisce un tale pannello mette fuori combattimento un elettrone con il cento per cento di probabilità.

Il nuovo dispositivo quindi è il primo al mondo, la cui efficienza supera la soglia del 100 per cento ed è pari al 132%.

Ciò significa che, in media, un fotone di luce spinge 1,32 elettroni fuori dalla struttura del materiale. Naturalmente, è impossibile ottenere 0,32 elettroni, quindi tali numeri devono essere intesi come segue: hai il 32% di possibilità di eliminare un paio di elettroni contemporaneamente con un fotone di luce.

Sembra che ciò sia impossibile secondo le leggi fisiche, perché l'energia non viene presa dal nulla. Vediamo come questo è diventato possibile.

Tutto dipende da come funzionano generalmente i materiali fotovoltaici:

Quindi, quando un fotone colpisce la superficie di un materiale attivo, un elettrone viene espulso dall'atomo. Ma in determinate condizioni, un fotone ad alta energia può benissimo eliminare due elettroni contemporaneamente senza violare alcuna legge della fisica.

Sapendo questo, gli scienziati hanno realizzato un dispositivo utilizzando silicio nero come materiale attivo in una forma speciale di coni e colonne che assorbono la luce UV. Così, sono state create eccellenti condizioni per il "doppio knockout" degli elettroni.

Quali sono le prospettive di prodotto

Il silicio nero è un materiale unico che può migliorare notevolmente le prestazioni di tutti i nuovi pannelli solari.

Dopotutto, il suo utilizzo riduce notevolmente fattori negativi come la riflessione dei fotoni dal dispositivo e la ricombinazione di elettroni con un "buco", che lasciano nell'atomo prima di essere raccolti dal circuito.

Gli scienziati hanno condiviso i risultati del lavoro svolto, testato presso l'Istituto nazionale di metrologia tedesco, sulle pagine della rivista Lettere di revisione fisica.

Grazie per aver letto fino alla fine e per aver apprezzato il materiale.